電子發燒友網報道（文/李寧遠）在上一期中我們說到，在高分辨率人機界面、嵌入式視覺、嵌入式人工智能（e-AI） 、實時控制以及工業以太網連接上MPU都有廣闊的用武之地。對于一些基于Linux或安卓的操作系統的計算機密集型工業應用和消費類應用，需要大量高速連接或功能范圍廣泛的用戶接口，MPU是此類應用的主流選擇。主流選擇不是唯一選擇，面對視覺應用，為了增強可靠性，也有大廠是通過SoC來做的。

今天我們將切入點從工業以太網轉換到視覺應用，在這一類應用里，那些頂級的處理器廠商做了哪有富有特色的開發。

RA RZ/G系列

RA的RZ系列作為基于32位和64位Arm的高端微處理器，在MPU領域是非常有特色的。上一期中工業以太網應用的N系列就讓人印象深刻。而面向圖形、多流視頻和嵌入式視覺推出的G系列也是性能強勁。

G1系列是具有 1GHz+ Arm Cortex-A 核心的32位MPU。G1系列里，RZ/G1H MPU是RA在通用、圖形和視頻應用方面綜合實力最高的一款處理器。它配備有四核Cortex-A15 （1.4 GHz） 和四核 Cortex-A7 （780 MHz） CPU、兩個32位DDR3接口、一個3D圖形引擎和兩個專用通道，用于對全高清視頻進行硬件加速編碼和解碼。RZ/G1HF MPU的高性能使其能夠在多個視頻流上進行圖像識別和認證這些高性能圖像處理。這款MPU的外設配備了高速USB，SATA接口等等全面的功能外設。

G2系列則是多核架構的64位MPU。這個系列的微處理器將強大的64位多核架構與高級圖形功能以及高帶寬內存接口相結合，完全契合使用嵌入式控制器的開發人員所需的高性能、高可靠性和長期的軟件支持。

64位ARM V8-A核心以及強大的圖形引擎，4K UHD視頻引擎，G2的多核組合可從低端應用擴展到高端應用，在單個封裝中提供高達35.6kDMIP的性能，可以說G2這個系列提供了最高性能的視覺處理能力。性能上已經足夠高，那可靠性呢？對于關鍵的系統任務，G2在內部和外部存儲器上內置了ECC糾錯碼，同時采用了高達 3200MT/s的DDR3L和LPDDR4用于外部存儲器的高速協議。而數據安全方面，G2系列通過硬件特性實現了一個安全的平臺，包括Arm TrustZone分區，安全的密鑰生成和存儲等等。

G系列在A系列的基礎上做了相當多的拓展，在機器視覺應用有著絕對高端的性能。

STM32MP系列

STM32系列通用32位MPU集成Arm Cortex-A 和 Cortex-M兩種內核的異構架構，在實現高性能且靈活的多核架構以及圖像處理能力的基礎上基還能保證低功耗。

現在機器視覺應用都需要特定的嵌入式設計來管理較高的處理負載和具有視覺的復雜應用。面對這些需求，ST在保持低功耗和實時性能的同時還充分利用了開源軟件堆棧的能力。

STM32系列通用32位MPU的雙內核異構架構在圖像處理能力上相差不大，這里選擇了STM32MP151A。STM32MP151A的工作主頻為800 MHz。Cortex-A7上帶有多個緩存，還集成了ST獨有的NEON技術，在嵌入式應用中提供了豐富的性能與低于市面其他產品的功耗。

而另一個處理器Cortex-M4 具有單精度浮點單元（FPU），支持單精度數據處理指令和數據類型。Cortex-M4支持全套DSP指令和增強應用程序安全性的內存保護單元，在機器視覺處理上的性能也是絕對足夠的。可以說ST的MPU是性價比極高的。

TI TDA2P系列

在視覺分析應用上，TI只推出了這一個系列SoC。這個系列可以應用車規級復雜的嵌入式視覺技術。

TDA2P系列集最佳的性能、低功耗和視覺分析處理功能于一體，是專門針對ADAS應用而開發的。TDA2P系列采用的是可擴展架構，展開來看其中包含了TI的DSP生成內核、Vision AccelerationPac、Arm Cortex-A15 MPCore和雙Cortex-M4處理器的組合。

雙核A15微處理器子系統，同時兩個C66x系列的浮點DSP每周期最多執行32次16 x 16位的定點乘法，可以應對1920×1080p，60fps全高清視頻。該系列還集成了視頻加速器和用于渲染虛擬視圖的圖形加速器，因此可實現3D視覺體驗。上面提到的Vision AccelerationPac則包含了多個嵌入式視覺引擎，因此應用處理器不用再執行視覺分析功能，極大地降低了功耗。在外設上，TDA2Px集成度也很高，包括LVDS環視系統、顯示屏、CAN 和千兆位以太網 AVB。這款能實現復雜嵌入式視覺技術的SoC性能毋庸置疑。

小結

在機器視覺應用上，MPU與SoC都有廣泛的應用。SoC提供了比MPU更全的功能，但其復雜而系統對設計和制造工藝的要求更高，成本自然也是。在自動駕駛上肯定是SoC更合適，對于一般的工業級消費級視覺應用，MPU仍然是最多的選擇。

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編輯：jq